Linux——进程控制（一）进程的创建与退出

news2024/11/14 15:14:05

一、进程创建

1.写时拷贝

2.创建多个进程

二、进程终止

1.main函数的返回值

2.bash中的$?

3.自定义退出码

4.C语言的错误码

5.错误码与退出码的区别

6.代码异常终止

7.exit函数

8.总结

一、进程创建

在之前，我们学过linux中的非常重要的函数——fork。他可以从已存在进程中创建一个新进程，新进程为子进程，而原进程为父进程。

1.写时拷贝

我们知道，fork之后，父子代码共享，经常会出现同一个变量，父子通过操作的不同，这个变量的值也不同，这个时候就会发生写时拷贝。写时拷贝是如何进行的呢？

通过这张图可以看到，fork之后数据段变成了只读，子进程需要对数据进行写入，就得需要写时拷贝，写时拷贝需要重新申请空间，进行拷贝，再修改页表，这都是操作系统在帮我们处理的，那么操作系统怎么知道你这一份数据需要进行写时拷贝呢？

父进程创建子进程的时候首先将自己的读写权限修改成只读，然后再创建子进程，这些操作用户并不知道，可能对某些数据进行写入，这样在页表处就会进行权限判断，发现用户没有权限，操作系统此时就会介入，操作系统会判断用户的操作

如果该区域本该是可读可写的，是操作系统修改为只读的，因此操作系统会认为用户的操作不算错误，就会触发重新申请内存再拷贝内容的策略机制，这就是写时拷贝。

如果出错，就直接报错，不做额外处理。

写时拷贝完成后，再将对应的内容在页表中修改为可读可写（没有进行写实拷贝的内容依然是只读的）。这样用户就可以正常访问了。

这是一种惰性分离，每次发生写时拷贝都要开辟空间，将写时拷贝的时间越往后延迟，操作系统就有更多的资源。

这里还有一个小问题：你要写入的时候写就完事了，为何还要拷贝一份呢？

因为覆盖和修改是不一样的，很多情况，我们只是想要修改内容的某一部分，这样先拷贝再修改会更合适一点。

2.创建多个进程

我们知道fork的常规用法如下两种

一个父进程希望复制自己，使父子进程同时执行不同的代码段。例如，父进程等待客户端请求，生成子进程来处理请求。
一个进程要执行一个不同的程序。例如子进程从fork返回后，调用exec函数。

如果要创建多个进程来帮我们处理，应该怎么做呢？直接上代码

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>

#define N 10

typedef void (*callback)();

void Work()
{
    int cnt = 10;
    while(cnt)
    {
        printf("我是一个子进程, pid: %d, ppid :%d, cnt:%d\n",getpid(),getppid(),cnt--);
        sleep(1);
    }
}

void CreateProcess(int n,callback cb)
{
    int i = 0;
    for(;i<n;i++)
    {
        sleep(1);
        pid_t id = fork();
        if(id == 0)
        {
            //child                                                                    
            printf("子进程创建成功: %d\n",i);
            cb();
            exit(0);
        }
    }
}

int main()
{
    CreateProcess(N,Work);
    sleep(100);
    return 0;
}

这代码对于学过fork的我们来讲，并不算难，多了一个函数指针而已，下面是运行代码。

二、进程终止

进程退出的场景如下三种

代码运行完毕，结果正确
代码运行完毕，结果不正确
代码异常终止

1.main函数的返回值

我们写C语言程序时，main函数一般都会return 0。只要执行到了return语句，证明我们的代码肯定是运行完毕了的，只是结果还不知道是否正确。

在多进程环境中，我们创建子进程的目的是完成父进程不方便办的事，那我们怎么知道子进程办得怎么样，虽然我们可以打印出来看看结果，但在有一些情况下不方便或者不能打印出来看看，此时就可以通过return的值来查看的，main函数的返回值，就叫做进程的退出码，0通常表示成功，非0表示失败。父进程可以通过获取子进程退出码（即main函数的返回值）来得知子进程做得咋样。

成功的还好，知道你吧事情办得很好，如果返回非0，代表这个事没办好，我们得知道是因为什么原因失败的，我们可以用不同的数字表示不同的原因。但纯数字能表示出错的原因，但是不便于人阅读，因此有一个函数交 strerror 函数。

如下可以打印出strerror各个数字代表的出错原因